Lumina laser poate deveni lumină cuantică datorită unei inovaţii

Aceştia au folosit membrane cu grosime nanometrică de arsenid de galiu, un material semiconductor utilizat la scară mare în celulele solare. Membrana este pusă între două oglinzi pentru a manipula fotonii care vin, scrie Phys.

Fotonii interacţionează cu perechile de electron-gaură din semiconductor, formând noi particule chimerice numite polaritoni care au atât proprietăţi de foton, cât şi proprietăţi de pereche electron-gaură. Polaritonii se descompun în câteva picosecunde, iar fotonii pe care îi eliberează prezintă semnături cuantice.

Studiul a fost publicat recent în Nature Materials.

Deşi aceste semnături cuantice sunt deocamdată slabe, lucrarea vine cu o nouă modalitate de a produce fotoni singulari la cerere.

„Capacitatea de a produce fotoni singulari la cerere este extrem de importantă pentru aplicaţiile viitoare în comunicaţii cuantice şi în procesarea informaţiei cuantice”, a precizat Thomas Volz, profesor la Department of Physics and Astronomy din cadrul Macquarie University. 

Emiţătorii de fotoni singulari sunt de obicei creaţi cu ajutorul ingineriei materialelor - unde chiar materialul este asamblat într-un asemenea mod pentru a duce la un comportament cuantic. Dar această abordare standard are limitări serioase la scări din ce în ce mai mici pentru că producerea emiţătorilor de fotoni singulari doar cu ingineria materialelor este extrem de dificilă.

„Metoda noastră poate fi mult mai potrivită pentru producţia în masă, odată ce am reuşit să creştem tăria semnăturilor cuantice pe care le producem. Putem crea emiţători cuantici identici de la semiconductori prin ingineria nanostructurilor fotonice şi nu prin ingineria directă a materialelor”, a precizat Guillermo Munoz Matutano, autorul principal al studiului. „Deşi aplicaţiile sunt încă departe, lucrarea noastră face un pas important în acest domeniu al polaritonului. Regimul în care interacţionează acesta atât de puternic că imprimă semnături cuantice pe fotoni nu a fost accesat până acum şi deschide un nou câmp pentru cercetătorii din domeniu”, a adăugat Volz.

Sursa: Descoperă.ro